在广东祈福医院肿瘤精准免疫及个体化治疗学习班上，吴长有教授深入浅出地阐述了自然杀伤细胞（NK细胞）在肿瘤治疗中的应用前景。吴教授强调了NK细胞在免疫系统中的关键作用，尤其在抗病毒、抗衰老和杀伤肿瘤方面。他详细介绍了NK细胞的不同亚型，如CD56和CD16的功能，以及这些细胞在精准免疫治疗中的应用。吴教授特别指出国际上的最新发现——NK细胞也能生成记忆细胞。
自然杀伤细胞（NK细胞）作为淋巴细胞系列的一部分，与大家熟知的T细胞和B细胞一样，扮演着重要的角色。在免疫学中，NK细胞主要负责抗病毒、抗衰老和杀伤肿瘤，这对肿瘤免疫尤其关键。NK细胞是监测衰老细胞和免疫反应的主要参与者，对于各种感染性疾病和恶性肿瘤极为重要。
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NK细胞表面主要表达两种标记：CD56和CD16。这些标记将NK细胞分为不同的功能亚群，包括CD56高表达、CD56低表达，以及CD56和CD16双阳性表达。CD56高表达的NK细胞主要负责免疫调节，占NK细胞总数的5%至10%左右。这类细胞主要产生细胞因子，因此在免疫调节中发挥重要作用。另一方面，CD56和CD16双阳性的NK细胞主要承担杀伤功能，通过表达颗粒酶和穿孔素，强化其杀伤力。
当前研究表明，NK细胞的功能可能随着表面标记的变化而改变。一种理论是NK细胞最初为CD56高表达，随后转变为CD56低表达或CD56和CD16双阳性表达，从而实现其功能的转变。这意味着CD56高表达的NK细胞可能是低分化状态，而CD56低表达或CD56和CD16双阳性表达的细胞则是高分化状态，具备更强的功能。
免疫监视与调节
此外，NK细胞的自我控制机制也十分重要。在正常情况下，它们不会攻击健康细胞，这归功于与MHC类分子的相互作用。当细胞发生突变或被病毒感染时，MHC类分子的表达下降，从而触发NK细胞的杀伤反应。因此，NK细胞在组织中的免疫细胞的研究中极为关键，包括其在T细胞和其他免疫细胞中的作用。了解NK细胞的不同表型和功能对于肿瘤免疫学的研究至关重要。
当NK细胞识别到靶细胞后，便开始执行其杀伤功能，这是NK细胞重要的作用机制之一。众所周知，NK细胞与其他免疫细胞之间存在直接关系。例如，抗原呈递细胞产生的细胞因子可以增强NK细胞的细胞因子产生能力和杀伤功能，并促进T细胞的增殖。NK细胞不仅能产生细胞因子并具有免疫调控功能，还承担着抗体依赖性细胞介导的细胞毒性功能，在肿瘤和感染过程中与抗体结合，通过FC受体杀伤靶细胞。
NK细胞研究的新进展
近年来的研究越来越细致地探索NK细胞。例如，2020年的一篇国际研究，通过单细胞分析技术，识别了NK细胞中338种不同的标志物。这些研究不仅关注CD56和CD16的表达，还包括了黏附分子、受体表达和活化标志等的分析。通过比较CD56和CD16的差异，研究者发现NK细胞的功能异常复杂。
国际上的研究趋势也发生了变化。过去，人们认为T细胞在接触到抗原后开始增殖分化，之后变成效应细胞，最终成为记忆细胞。而NK细胞则被认为在感染后仅发挥短暂作用，没有形成记忆细胞。然而，最近的研究表明，NK细胞也能生成记忆细胞。在一项实验中，研究人员在只有NK细胞的动物体内进行病毒感染实验，发现NK细胞确实具有一定的记忆功能。NK细胞在再次遇到相同病原体时的反应会更加强烈，证实了NK细胞也具备记忆功能，这是免疫学领域一个非常重要的新概念。
因此，现在我们认为NK细胞不仅具备多种功能，还包括记忆功能，这对于理解细胞的变化和新功能具有重大意义。
我们在研究结核性胸膜炎时，研究了胸水中人类NK细胞的特性。比如，在外周血中NK细胞对CD45RO的表达很少，而在胸水中的NK细胞则表达较多。CD45RO通常是记忆T细胞的标志，这意味着胸水中的NK细胞可能具有类似记忆T细胞的特性。
进一步地，我们区分了CD45RO阳性和阴性的细胞，RO阳性的NK细胞表达CD69和CD25，并且也表达了G2D（见下图），它们在某些方面存在明显差异。
比如，我们观察它们在接触白细胞介素12或抗原后的状态变化，发现它们的细胞因子表达量有显著差异。我们还研究了这些NK细胞在接触白细胞介素12后的杀伤功能。结果表明，CD45RO阳性细胞的杀伤功能比CD45RO阴性细胞更强。
总的来说，我们首次在感染性疾病过程中发现了一群具有较强杀伤功能和细胞因子表达能力的安全细胞。这些细胞的杀伤功能显著强于CD45RO阴性的细胞。这些发现表明，NK细胞的功能和表达特性比我们之前认为的要复杂得多。
NK细胞的抗肿瘤功能
我们都知道NK细胞的主要功能是杀伤。每天人体内大约有5000个细胞发生突变，但大多数并没有发展为癌症。这主要是因为NK细胞和T细胞在机体内维持平衡，预防肿瘤的发生。研究表明，一个NK细胞可以杀伤多达27个癌细胞，因此尽管每天有许多细胞突变，但NK细胞和T细胞的存在帮助防止了肿瘤的发生。
我们在实验的过程中发现，比起CD16单阳性的NK细胞来说，CD56和CD16双阳性的NK细胞具有更强的杀伤力，因为它们分泌更多的颗粒酶和穿孔素。
肿瘤微环境非常复杂，对NK细胞的功能有显著影响。虽然NK细胞释放的细胞因子可以辅助T细胞和B细胞对抗肿瘤，但是，肿瘤细胞也释放了许多抑制性的细胞因子来抑制NK细胞的功能，导致NK细胞在抵抗肿瘤方面的作用受限。这就解释了为什么NK细胞无法完全清除肿瘤。事实上，我们发现在肿瘤组织内部及其周边区域中，NK细胞的存在相对较少，而以T细胞为主导。这些发现强调了肿瘤微环境在肿瘤免疫反应中的重要性。
尽管NK细胞在治疗肿瘤中的效果尚未完全明确，但已经出现了一些成功案例。例如，2023年美国的一项研究使用NK细胞治疗肺癌，结果表明患者在接受一个月治疗后，肿瘤体积缩小50%，生活质量也得到显著提高。同样，NK细胞也被应用于中枢神经系统肿瘤的治疗。总的来说，这种疗法不仅促进了免疫细胞和NK细胞的增殖，还有效抑制了肿瘤细胞的生长。
CAR-NK细胞
NK细胞治疗的应用范围非常广泛，包括使用个人的自体NK细胞、脐带血NK细胞进行治疗和研究。NK细胞回输能够预防病毒感染、肿瘤发生和延缓衰老。NK细胞自20世纪70年代被发现以来，其治疗方法已经取得了显著进展。从1987年开始的I2处理NK细胞的杀伤疗法，到现在的CAR-NK细胞疗法，我们见证了NK细胞治疗的发展。
CAR-NK细胞通过在NK细胞表面放置一个B细胞的识别受体，赋予它识别肿瘤的特异性抗原和更强的杀伤功能，能够更有效地清除肿瘤细胞。CAR-NK细胞与CAR-T细胞有所不同。CAR-NK细胞产生的细胞因子较少，因此它不会引起自身免疫性疾病或细胞因子风暴，也不具有对神经系统的毒性作用。虽然CAR-NK细胞在某些方面可能不如CAR-T细胞强，因为T细胞在体内能形成记忆细胞，而NK细胞难以形成记忆性细胞。这一点仍需进一步研究和探索，以充分利用NK细胞在肿瘤治疗中的潜力。
大家普遍知道，制备CAR-NK细胞的方法基本上与CAR-T细胞相似。CAR-NK细胞疗法作为一种新兴治疗手段，很多研究者正探索如何提高其在体内的存活时间，以及如何让它们更有效地发挥作用。目前，CAR-NK细胞的研究进展非常迅速，已经发展到了第四代和第五代的CAR技术，这些技术被用于转染NK细胞，以更好地治疗患者。
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